探究民用机场土质区密实度检测新方法（二）

2.2　Rayleigh 波测试法

Rayleigh 波测试法是利用波速度的频散特性和波速度与密实度间的关系特性来检测密实度。在公路路基检测方面，研究人员发现可由 Rayleigh 波反演现场路基压实后的横波波速，以及标准击实试验能达到的最大横波波速，最后求出路基土的压实度 。

Rayleigh 波测试法具有快速、无损的特点，但是该方法不足之处是无法测试土中的含水率。对机场而言，
密实度检测不仅是检验土体的承载能力，同时也有利于工作人员了解土壤的各种相应的参数，能更好地全面了解土质区具体情况。这种方法存在的缺点，不便于机场人员对飞行区土面区开展日常维护工作。

3　探索检测新方法

3.1　土质区平均含水率与密实度关系

为了适应现代民航机场建设和运行的快速发展，探索出一种快速、简捷、低成本同时对操作人员和植被都不会产生影响的密实度检测新方法是发展的必然趋势。

端丹军等曾使用 PFWD 实验总结出土的动弹性模量与压实度之间的关系，总结了动弹性模量与含水量间
的关系 。已完成密实度测试的某机场，其升降带内为灰黄色粘性土。根据土质特性和检测数据，尝试探究土体平均含水率与密实度之间的关系。现有方法测定土质区密实度的过程中，含水率是必须测得的重要参数。该机场使用环刀法取土检测时，实验结果中部分测区的平均含水率与密实度值如表 1

表 1 中的平均含水率 ω 是通过烘干法测得各个取土点的平均值，该机场最终测试出的密实度 K 值大小均满足规范要求。

平均含水率与密实度对应的相关函数关系曲线见图 3。

从图中可以看出，拟合曲线 R2=0.685 3, 可计算出R=0.83，表示两者相关关系良好。

3.2　由曲线关系推算密实度

根据上述计算结果，该机场在检测密实度时可以尝试先使用环刀法取土测试出每个测区的平均含水率，再根据测试得出的平均含水率大小，使用公式（1）计算测区的密实度值。整个过程不必使用重型击实试验法测定最大干密度，从而避免大量取土对土质区植被造成破坏，同时也缩短了实验检测过程。该机场土质区填土为同一土组，为了验证该设想，取该机场其他部分测区平均含水率值进行计算并同实际测试结果进行对比。计算使用的测区含水量值如表 2 所示。

经过计算，得出密实度数值，将计算得出的结果同实验检测结果相对比，数据如表 3 所示。通过对比表中数据，可发现理论计算结果与实际检测结果较为近似。将两种结果进行拟合得到的线性关系如图 4 所示。

4　总结
现有的土体密实度检测方法分无损检测法和破损检测法两大类。破损检测法如环刀法、灌砂法、灌水法等
实验方法需配合重型击实试验，必须对测区进行大量取土。民用运输机场土质区植被对升降带内土体具有一定的保护作用，大量的取土和翻挖会对土质区造成一定程度上的破坏，不利于飞行区维护。这几种传统方法，从取土至击实得出最大干密度需要耗费大量的时间，整个实验过程花费的成本也很大。对于经营亏损的中小机场而言，会造成一定的负担。

无损检测法中使用较多的如核子密度仪法，虽快速、简单，但其本身发出的放射性物质，会对人体以及周边的植被产生危害。仪器在存放过程中还要注意做好相关的防护措施，避免人员随意靠近。这样的检测方法同样不适用于机场的检测。

因此，应逐步探寻能够适应民航快速发展的新型检测方法，帮助飞行区维护人员安全、便捷地得出密实度
检测结果。

本文根据某机场密实度检测结果以及土体特性，通过数值分析发现该机场土质区密实度能够根据测区平均含水量进行推算，且推算结果与实验结果较为接近。若机场在检测时使用推算法，只需使用环刀法测定各个测区的平均含水率，省去了部分繁杂的重型击实实验步骤，不必大量制备击实土样，可节省大量的时间与成本，提高机场土质区的检测效率，方便人员得出结果。

此外，还可根据机场飞行区内土样具备的其他特性，尝试探索其他无损、安全、高效的检测方法，促进
民用机场的建设发展。

声明：本文所用图片、文字来源于《民航学报》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系

相关链接：检测，土壤，特性